МИШЕНЬ Российский патент 2003 года по МПК F41J9/08 

Изобретение относится к области мишеней для визирования в радиолокационном диапазоне и ИК-области спектра, соответствующей диапазону работы тепловизора.

Известна мишень с тепловым излучением, содержащая опорную раму, форма которой, по меньшей мере в одной плоскости, соответствует силуэту военного объекта, например танка. На раме установлен нагревательный элемент, который имеет форму, позволяющую создавать тепловое излучение, соответствующее излучению реальной цели. Нагревательный элемент содержит две параллельные шины, разнесенные между собой. Плоские поверхности шин, обращенные одна к другой, покрыты электропроводным материалом для протекания тока по площади, которая по конфигурации соответствует опорной раме. Мишень содержит устройство, образующее резистивный элемент, включенный между противолежащими участками электропроводной поверхности шин. При этом образуется тепловое поле, соответствующее тепловому излучению реальной цели. К шинам присоединены проводники, через которые ток от батареи питания поступает к электропроводному слою, имеющемуся на поверхности шин /1/.

Однако такая схема построения тепловой мишени имеет ряд отрицательных черт, особенно при использовании ее в жарком климате. Прежде всего, она располагается в самом низком приземном слое и из-за турбулентности воздуха в тепловизор практически не видна или видна с такими замираниями изображения, что его невозможно использовать для построения следящих систем. Низкое расположение подобных мишеней /1/ обусловлено еще и тем, что они используют электрический нагревательный элемент и, по сути дела, "привязаны" к наземному электрическому генератору.

Наиболее близким устройством к предлагаемому изобретению является висящий в воздухе радиолокационный отражатель, в котором внутри газовой сферической оболочки из легкого материала заключен складной уголковый отражатель, имеющий восемь поверхностей и выполненный из мягкого материала. Шестью вершинами уголковый отражатель соединен с внутренней поверхностью оболочки. В баллоне находится сжатый газ с плотностью меньше, чем у воздуха. Из баллона газ поступает в оболочку и раздувает ее. Под действием силы со стороны расширяющейся оболочки раскрывается уголковый отражатель и повисает внутри этой оболочки. Одновременно с этим оболочка поднимается в воздух. Обладающий плавучестью газовый баллон остается на поверхности воды, превратившись в плавучий буй. Трос, соединяющий оболочку и буй, удерживает первую на нужной высоте над поверхностью воды /2/.

Однако данная мишень не является тепловой, то есть работающей в оптическом диапазоне, а является типичной радиолокационной целью и малопригодна для решения оптических задач, имеет сложную конструкцию.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение области использования радиолокационной мишени на ИК-область спектра, т.е. замена реальной цели тепловым имитатором, обладающим видимым сечением, соответствующим диаметру фюзеляжа летательного аппарата, и имеющим излучательную способность, близкую к излучательной способности обшивки ракеты при кинетическом разогреве в процессе полета, а также упрощение конструкции и удешевление мишени.

Поставленная задача достигается тем, что в мишени, содержащей отражатель, висящую в воздухе сферическую оболочку, заполненную газом с плотностью меньшей, чем плотность воздуха, регулируемый по высоте крепежный трос, соединенный с крепежным элементом, удерживающим отражатель и сферическую оболочку, отражатель выполнен в виде четырех одинаковых полукруглых пластин, покрытых теплоизлучающим слоем и соединенных прямыми ребрами, ориентированными перпендикулярно земной поверхности, под прямыми углами друг к другу, при этом отражатель подвешен на дополнительном втором тросе, соединяющем его со сферической оболочкой, снизу отражатель соединен с крепежным тросом.

Технический результат обеспечивается за счет использования в мишени приближенного к реальным целям по геометрическим и требуемым физическим параметрам простого в конструктивном исполнении отражателя, выполненного в виде четырех одинаковых полукруглых пластин, покрытых теплоизлучающим слоем и соединенных прямыми ребрами, ориентированными перпендикулярно земной поверхности, под прямыми углами друг к другу; а также использования дополнительного второго троса, на котором висит отражатель, соединенный данным тросом со сферической оболочкой, снизу отражатель соединен с крепежным тросом.

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами.

На фиг.1 (а, б) представлены схемы мишени, где 1 - сферическая оболочка, 2 - дополнительный второй трос, 3 отражатель, 4 - крепежный трос, 5 - крепежный элемент (груз). На фиг.2 изображена схема отражателя, где 6 - полукруглая пластина.

Мишень состоит из сферической оболочки в виде воздушного шара (фиг.1а) или нескольких небольших шаров (фиг.1б), наполненных водородом или гелием. К сферической оболочке (1) подвешен на дополнительном втором тросе (2) отражатель (3), который с помощью крепежного троса (4) соединен с крепежным элементом (5) на земле. Высота отражателя над землей может варьироваться от единиц до сотен метров. Поверхности пластин (6) покрывают металлической фольгой с черной поверхностью. В тропических районах такая поверхность нагревается до 70-80^oС или на 30-40^oС выше температуры окружающего воздуха. Отражатель выполнен из четырех одинаковых полукруглых пластин (6), соединенных относительно друг друга под углом 90^o (фиг.2). Тросы и пластины отражателя изготовлены из легких прочных материалов; тросы, например, из капроновых нитей, а пластины отражателя - из стеклопластика, покрытого фольгой, или алюминия.

Лобовая поверхность дозвукового летательного аппарата, летящего в непосредственной близости от земли, подвергается кинетическому разогреву, согласно /3/, до величины:

где Т_пов, Т_в - температуры поверхности и воздуха соответственно;
v - скорость летательного аппарата, м/с.

При скоростях полета 200-280 м/с температура поверхности выше температуры воздуха на 20-40^oС.

Таким образом, с помощью солнечного разогрева поверхности имитируют кинетический разогрев поверхности летательного аппарата. При этом диаметр полукруглых пластин отражателя тепловой мишени соответствует диаметру фюзеляжа летательного аппарата. Так, например, для крылатой ракеты "Томагавк" диаметр полукруглых пластин составляет 0,5 м. Помимо тепловой мишени крестообразное расположение дисков и их металлизированная поверхность придает им свойства уголкового отражателя для радиоволн. Пластины эффективно отражают излучение в ту точку, откуда оно и исходит, что расширяет область применения мишени.

Подъем отражателя на высоту 100 метров позволяет существенно снизить мерцание изображения, происходящее в высокотурбулизированном приземном слое воздуха (10-20 метров над поверхностью почвы). При этом привязывание ее к движущемуся автомобилю позволяет в определенных пределах имитировать движущийся тепловой объект.

Дальность видимости такой мишени диаметром 0,5 метра и разогретой до 70^oС в тепловизор "CATHERINE-FC" фирмы "THOMSON" Франция (8-12 мкм) составляет от 10 до 15 км в зависимости от влагосодержания атмосферы.

Предлагаемая мишень имеет простую и дешевую в изготовлении конструкцию, позволяет достоверно имитировать как радиолокационные, так и тепловые заданные цели по требуемым геометрическим и физическим параметрам.

Источники информации
1. Патент США (US) 4792142, МКИ⁵ F 41 J 1/00, публикация 88 12 20 E. 1097 3 - аналог.

2. Заявка Япония (JP) В 63-11600, МКИ⁵ F 41 J 2/00, публикация 88 03 15 Е. 1097 5-290 - прототип.

3. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Физматгиз, 1960.

Изобретение относится к области мишеней для визирования в радиолокационном диапазоне и ИК-области спектра, соответствующей диапазону работы тепловизора. Сущность изобретения заключается в том, что в мишени, содержащей отражатель, висящую в воздухе сферическую оболочку, заполненную газом с плотностью меньшей, чем плотность воздуха, регулируемый по высоте крепежный трос, соединенный с крепежным элементом, удерживающим отражатель и сферическую оболочку, отражатель выполнен в виде четырех одинаковых полукруглых пластин. Пластины покрыты теплоизлучающим слоем и соединены прямыми ребрами, ориентированными перпендикулярно земной поверхности, под прямыми углами друг к другу. Отражатель подвешен на дополнительном втором тросе, соединяющем его со сферической оболочкой. Снизу отражатель соединен с крепежным тросом. Технический результат изобретения состоит в расширении области использования радиолокационной мишени на ИК-область спектра, т.е. в замене реальной цели тепловым имитатором, обладающим видимым сечением, соответствующим диаметру фюзеляжа летательного аппарата, и имеющим излучательную способность, близкую к излучательной способности обшивки ракеты при кинетическом разогреве в процессе полета, а также упрощение конструкции и удешевление мишени. 2 ил.

Мишень, содержащая отражатель, висящую в воздухе сферическую оболочку, заполненную газом с плотностью меньшей, чем плотность воздуха, регулируемый по высоте крепежный трос, соединенный с крепежным элементом, удерживающим отражатель и сферическую оболочку, отличающаяся тем, что отражатель выполнен в виде четырех одинаковых полукруглых пластин, покрытых теплоизлучающим слоем и соединенных прямыми ребрами, ориентированными перпендикулярно земной поверхности, под прямыми углами друг к другу, при этом отражатель подвешен на дополнительном втором тросе, соединяющем его со сферической оболочкой, снизу отражатель соединен с крепежным тросом.